（通信与信息系统专业论文）sdh网管及其节点管理模块的开发.pdf

摘要 y 。1 3 6 4 筝 网络管理是当今通信网发展的一个重要方向和热点s d h 传输方式在 中国的骨干电信网中已经占据了重要地位。本人研究的主题就是关于s d h 的网络管理，并参与了s d h 网络管理层操作系统的开发。 f 目前我国电信网的规模己跻身世界前列，网络的品质、安全性以及效 益等问题变得越来越重要。这样规模大、技术复杂的电信网如果没有有效 的管理手段，其效率难以充分发挥，可靠性也难以保证。 为了支持各种网络的互联及其管理，网络管理系统需要有一个国际性 的标准。i t u - t 已经就电信管理网t 心制定了一系列国际建议书。t 的 基本概念是稍用一个具备一系列标准接口( 包括协议和消息规定) 的统一 体系结构来提供一种有组织的网络结构，使各种不同的操作系统( 网管系 统) 与电信设备互连，从而实现电信网的自动化和标准化管理并提供大量 的管理功能。本文首先阐明建立电信管理网的重要性，介绍了电信管理网 技术的基本功能、结构与组成、及其标准化的发展状况等问题。 我国目前在电信网上运行的传输系统中，s d h 设备所占的比重己越来 越大。s d h 的大容量特性决定了它在电信网中的骨干作用，因此s d h 网 络的管理和维护的重要性日益得到大家的重视。可喜的是，s d h 不仅制定 了世界性标准的数字信号速率和帧结构、标准的光接口规范，还在其帧结 构中安排了大量的开销比特，用子网络各个层次的运行、维护、管理。在 此基础上，i t u t 制定了一系列s d h 管理网( s m n ) 的标准和建议。本 文于第二章讨论s d h 的基本概念和特点，接着在第三章研究分析了t m n 在s d h 传输网中的具体实施。 第四章描述了此s d h 网络管理系统的整体结构、模块划分、本模块 的设计目标，以及软硬件开发环境。本人从事的工作就是s d h 网络管理 层的一个模块：节点管理模块。本模块的主要开发任务就是在s u n 工作 站上利用c c + + 语言、l n f o r m i x 嵌入式数据库开发语言e s q l c 以及x w t n d o w s 和m o t i f 为工具生成网络管理层的图形用户接口。它可以实 时反映网络和网元的状况，使网络操作人员方便及时地对网络的拓朴结 构、网元性能状态以及告警情况进行集中监控和管理。这些在最后一章有 较详细的阐述，包括本模块的软件划分、数据库的设计、所实现的功能展 示和具体程序实现等。l 。 a b s t r a c t n e t w o r km a n a g e m e n ti sa n i m p o r t a n td i r e c t i o n a n df o g u so fe g r r e n t t e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r ya n dt h em a g n i t u d eo fs d hi nt h et e l e c o mn e t w o r k o fc h i n ai sm o r ea n dm o r en o t a b l et h et h e m ei sa b o u tt h em a n a g e m e n to fs d h n e t w o r ka n d1h a st a k e n p a r t i nt h e d e v e l o p m e n to f as d hn e t w o r k m a n a g e m e n to p e r a t i o ns y s t e mi nn c ll a y e r t h es c a l eo ft e l e c o m m u n i e a t i o nr l e t w o r kl nc h i n ah a sb e e na tt h eh e a do f w o r l d b u tw i t h o u te f f e c t u a lm a n a g e m e n tl tm a y b ei n e f l i c i e n ta n dn o ts t a b l et o s u p p o mt h ei n t e r - o p e r a t i o n a n d m a n a g e m e n tb e t w e e n d i f f e r e mk i n d so f n e t w o r k s ，t h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m sm u s tf o l l o was e r i e so fi n t e r n a t i o n a l s t a n d a r d st m ni st h ef r u i to fj 丁u ti i lt h c s ea r e a st h eb a s i cc o n c e p tb e h i n da t m ni st o p r o v i d ea no r g a n i z e da r c h i t e c t u r et oa c h i e v et h ei n t e r e o n n e c t i o n b e t w e e nv a r i o u st y p e so fo p e r a t i o ns y s t e m s ( o s s ) a n d o rt e l e c o m m u n i c a t i o n s e q u i p m e n tf o r t h e e x c h a n g e o fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n u s i n g a l l a g r e e d a r c h i t e c t u r ew i t hs t a n d a r d i z e di n t e r f a c e si n c l u d i n gp r o t o c o l sa n dm e s s a g e st h i s p a p e rf i r s td i s c u s s e st h ei m p o r t a n c eo f t h em a n a g e m e n ts y s t e m sw h i c hf o l l o a ， t m ns t a n d a r d s i n t r o d n c e s t l l et m ne o n e e p t ，d e s c r i b e st h ef u n c t i o n a l a r c h i t e c t u r ea n dt h e “e l u t i o no f t m n t h ep r o p o r t i o i lo fs d hi nt h et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k so fc h i n ah a s b e e nv e r yl a r g ea n di t sb i gt r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t ym a k e st h em a n a g e m e n to f s d hn e t w o r kg e tm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n i ti sd e l i g h t f u lt h a ts d h p r o v i d e sa m a s so fb i t si nl t sf r a r n eo v e r h e a df o rt h em a l l a g e m e n td e m a n d sa n di t u th a s e s t a b l i s h e das e r i e so fr e c o m m e n d a t i o n sa n ds t a n d a r d so ns d hm a n a g e m e n t n e t w o r k ( s m n ) c h a p t e r2d e s c r i b e st h eb a s i ce o n c e p ta n dc h a r a c t e r i s t i co f s d ha n d c h a p t e r3d i s c u s s e st h ep r i n o i p l eo fs m n w h i c hi st h ei m p l e m e n t a t i o n o ft m no ns d hn e t w o r k c h a p t e r4d e s c r i b e st h ea r c h i t e c t u r eo f t h i ss d h n e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m 、m o d u l ep a r t i t i o n a n ds o f t w a r e h a r d w a r e d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dc h a p t e r5d i s c u s s e st h ef o c u so fm yw o r k t h e d e s i g n a n dd e v e l o p m e n to fn o d em a n a g e m e n tm o d u l ew h i c hp r o v i d e s g r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c eo fn c lm a n a g e m e n to s so nt h eh a r d w a r ep l a t f o r mo f s u nw o r k s t a t i o nb yu s i n gc ，c + + l a n g u a g e 、i n f o r m a xe s q l cl a n g u a g ea n dx w i n d o w m o t i f , e t c t h el a s t c h a p t e r d a t a b a s e d e s i g n 、t h ed e s c r i p t i o n o f p r o g r a m m i n g i n t r o d u c e st h es o f t w a r e p a r t i t i o n 、t h e f u n c t i o n sr e a l i z e da n dt h e d e s i g n o f 第一章 电信管理网t m n 综述 第一章电信管理网t m n 综述 1 1 引言 随着电信网规模不断扩大，复杂程度越来越高，社会经济生活对其依 赖程度不断增加，因此为保障电信网的可靠性，提高其运营效率建立一 个有效的电信管理网已成当务之急。电信运营公司面对激烈的市场竞争， 需要高质量的运营管理能力，需要一种高效的操作运行体系来保证电信业 务能高效率、高效益地迅速投入市场，使其能快速建立低成本的操作系统 来满足各种不同的管理要求。 按n n 体系结构设计的管理系统，由于采用一种可增长的结构更 严格的设计与开发准则，能缩短电信业务投入市场的时间，更容易向t m n 设备厂商提供需求并评估其产品的满意度。这种遵从t m n 构架的管理产 品提供了一种通用能力的基础。它使电信网络和管理运营系统的提供者 以一种共同的术语定位自己的产品。这种共同的术语就是在t m n 的相关 标准中定义的那些综合的功能集和标准接口。通过采用面向对象技术，构 造通用的可再重用的模块化产品和开放的接口，从而缩短开发周期，带来 经济上的利益，迅速提供高性能价格比的最新产品，增加客户满意度。这 些都是建设遵从t m n 体系结构的电信管理网所带来的经济效益。 本章介绍了国际电联之电信管理网t m n 的基本功能、结构与组成， 及其标准化问题和发展趋势，并阐明了建立电信管理网的原则和重要性。 1 2 电信管理网t m n 的基本概念 “t m n 的基本思想是为各种各样的操作系统与电信设备之间实现互连 提供一种有组织的结构，以便共用一种具有标准化接口( 包括规程和信 息) ，并为人们所认可的结构交换管理信息”( 摘自m 3 0 1 0 ) 。这段话的主 要思想包括： a 是什么实现互连： b 为什么交换管理信息： c 怎样做运用标准的接口和人们所认可的结构： 电信管理网t m n 是用来收集、传输、处理和存储有关电信网维护、运 营和管理信息的一个综台管理系统，是未来电信主管部门管理电信网的支 第一章电信管理网 n v i n 综述 柱。它把网络负荷管理、设备故障监控管理等多个独立的有关系统综合到 一块，将各种网管功能用一个公用的管理网络来实现。 t m n 的结构以及它与网络的若系如图】所示。图中虚线框内的就是电 信管理网，它由一个数据通信、电信网设备的一部分、电信网运营控制系 统和网络管理工作站组成。t 州可以是一个把o s 和某个阮连起来的简单 网络，也可以是连接许多不同的o s 、n e 和w s 的非常大的网络。t 州与它 所管理的电信网是紧密耦合的，但它在概念上又是一个分离的网络，它在 若干点与电信网相连。就功能而言，t 刷是一个独立的能够管理电信网的 网络，但是它也可能利用部分电信网进行t m n 通信，也就是说，t k n 的某 些部分可以是嵌入在电信网中的逻辑网，利用电信网的一部分来实现它的 通信能力。 图1 电信管理网t m n 的组成 电信管理网t m n 中的电信设备部分是电痿弼状态数据的收集和网管指 令执行设施，比如交换机的网管接口、传输设备的监控设施等它们负责 从电信网的设备中收集相应设备的网管信息或执行网管中心的指令，对 交换系统或传输设备的状态和参数进行控制。 t 洲的运营控制系统可以有多个每个运营控制系统通常是一织计算 2 第一章 电信管理网t m n 综述 机，负责处理电信网的网管数据，发送对电信网设备的控制指令，是电信 网及t m n 的“大脑”或“指挥中心”。数据通信网负责在运营系统之间、 运营系统和电信网之间传递信息，是一个可靠的专用数据网并具有多层 次的体系结构。网管工作站可认为是网络运营控制系统的本地或远程操作 终端，操作人员在这些工作站上操作就能实现对电信网的管理。 可利用电信管理网进行管理的各种通信网和设备有： 公用交换网和专用网，包括i s d n 传输终端( 复用器、交叉连接设备、变频设备等) 数字和模拟传输系统( 电缆、光纤、无线信道、卫星链路等) 。故障恢复系统 。数字和模拟交换网 电路交换和分组交换网 。信令终端和系统( 包括数据转接点和实时数据库) p b x 和用户终端 i s d n 用户终端 相关的附属系统( 测试设施、电源、空调、告警等) 1 3 电信管理网t 帅的体系结构 t m n 结构的目标是使运营者对网络事件反应所需的时间达到最短，优 化管理信息流、充分考虑控制的区域分布，以及强化对业务运营的支撑力 度和提高用户服务质量。t 州的结构组成分三个部分：功能( 逻辑) 体系 结构、物理体系结构和逻辑分层体系结构。 1 3 1 t 州的功能体系结构 电信管理网在功能上由运营系统功能( o s f ) 、信息转送功能( m f ) 和 数据通信功能三个功能模块组成，如图2 所示( 其中d e f 模块未画出，因 为不便用一个简单的圆圈来表示) 。这三种功能模块的适当组合提供了完 成t 1 n 应用功能的能力。此外t 懈还必须连接到各个待管理的网络单元 功能( n e e ) 模块和网络管理工作站功能( w s f ) 模块上。 这里，网络运营系统功能o s f 负责对网管信息的处理它是最关键的 功能块，支持网管信息的存储、查询和其他电信网管理功能的实现。 网元功能n e f 是电信网设备和设施中的附加部分，完成对电信网设备 的监测、数据收集和控制等功能。q 适配功能( o a f ) 是用来连接t m n 和非啊、 苎二兰岫 皇焦筻堡里旦型堡堕 实体的。信息转送功能m f 提供n e f 和o s f 之间的信息通道实现可靠和 有效的通信功能。复杂一点的功能一般要包括传输过程控制、协议转换、 数据的本地预处理、应用功能的通信和数据的缓存。数据通信功能d c f 提 供较为复杂的数据通信方法来传输个各功能模块之间的有关网管信息。工 作站功能w s f 负责向网管操作人员提供网管操作平台，包括网络信息的显 示和操作员控制命令的输入。目前越来越多的采用了图形化的用户界面。 w s f ：工作站功能 o s f ：运营系统功能 m f ：中介功能 q a f ：适配器功能 n e f ：网元功能 图2 t m n 的功能体系结构 图中，各个参考点是相关功能与其外界的连接点，同名的参考点之间 是通过数据通信功能d c f 实现连接的。而w s f 则也可以t 涮以外的设施连 接到n e f 上。 1 3 2t m n 的物理体系结构 在实现t m n 时，各个功能模块都是由一定的网络设备和专用设备组成 的。电信管理网的一般实际配置如图3 所示。 物理结构中所描述的t m n 积木块是通过一套可互操作的接口来实现互 连的，这些接口不仅与功能结构中的参考点对应，而且还有助于不同设备 4 上 驴、j蕤蛲心 娶一 瑟万追一 嚣一童 电信管理隧t m n 综述 或供应商之间实现互连。正是通过这些接口，管理信息( 包括请求和结果 信息) 才能够以结构化的数据形式流动。 0 接! z l ：用在q 参考点处用来互连网元、操作系统和中介设备并 以q 3 和q x 两种形式体现。 f 接口：用于f 参考点处，以互连操作系统和工作站。 x 接口：用在x 参考点上，用以进行t m n 之间或与使用类似t 涨接口 的其它管理网之间的互连。 当然，t m n 的物理结构可以根据运营者的各自需要( 如地理位置、公 司组织等) 而有所不同。 图3 电信管理网t 心的般物理结构 1 3 3t 州的分层结构 逻辑分层结构( l l a ) 是构建管理功能性的概念，这种概念将各种功 能组合成了不同的“逻辑”层，并描述它们之间的关系。每个逻辑层反映 着特定的管理功能。同时还隐含着支撑这些功能的管理信息。l l a 说明的 是t m n 的逻辑结构并不表示是其任何一种现实的物理结构。 为便于理解l l a ，这里以图4 为例加以说明。 如图4 所示，运行系统功能( o s f ) 可被分为网元管理层、网络管理 层、业务管理层和事务管理层。这就是现在所说的运行系统( o s ) 功能结 5 苎二墨l 一皇焦竺翌堕里型篷堕 构参考模式。 现在简要说明各层的管理职责。 ( 1 ) 事务管理层：负责总体事务并在此层形成不同运营者之间的协议。 ( 2 ) 业务管理层：负责协调有关网络管理的所有业务方面的内容，包 括契约、与用户或业务提供者之间的接口以及对不同需求( 如计费及在网 络中运营新业务) 的处理。 ( 3 ) 网络管理层：负责整个电信网的运行管理，包括网络的总体情况： 处理网络运行中可能出现的重大问题如主要干线路由的再选择、处理交 换机故障引起的业务中断、提供新网络设备或路由以支撑业务管理层需要 以及提供新业务的运营。 务警理屉 业务瞥理蜃 同络管理层 釜：曩襄霜蒜凄望焉著等境产生交互作用 图4 运行系统功能结构的参考模型 ( 4 ) 网元管理层：负责从各个网元中收集信息向网络管理层传送 相关数据t 井对运营中的具体细节进行保密。它也可充当网络管理者的代 理- 在其负责的领域向网元分配信息。 6 第一章电信管理网1 综述 这种方法可以对设备、弼络、业务和事务所需求的管理功能单独第进 行分析。需要重申的是，逻辑分层结构是t m n 的逻辑结构，并不意味着是 任何一种物理结构的实现形式。上述思想可被看成是一种分析方法，但无 意限制人们在构建满足各自需求的t m n 逻辑结构时的自由选择。 1 4 电信管理网t m n 的应用功能 t 州是用来支持电信网的，因此t j 【i n 的应用功能也就是t 州支持的网络 管理功能，包括电信网的运营、管理、维护和补给四大类。这四大类管理 功能在不同的管理机构中会有不尽相同的含义，也并不要求这些功能包含 所有的网络管理功能。t m n 支持的网络管理功能根据其管理的目的可以分 成性能管理、故障管理、配制管理、计帐管理和安全管理五个分支。 i 4 i 性能管理 性能管理提供对电信设备的性能、网络或网元的有效性进行评价和给 出报告的能力。它的基本能力是收集统计数据，对电信网和网络设备的性 能进行监测，以便发现和校正网络或网元( 网络设备) 的性能和有效性偏 差或下降并对网络的规划和设计提供支持。性能管理必须实现的功能有 性能监测功能、话路管理和网络控制功能、服务质量( o o s ) 监视功能。 i 4 2 故障( 或维护) 管理 故障管理所完成的主耍功能是在电信网中检测异常( 包括故障) 现象、 确定其性质和位置、将故障隔离并试图校正等。 ( 1 ) 监视和告警：t 中必须提供实时监测网元n e 是否失效的能力。 一般是由网元n e 在失效发生时给出指示( 报告) 。根据这些指示或报告， t 的相关功能部件就可以分析判断故障的性质和严重程度。 ( 2 ) 故障定位：网元n e 不能直接监测到的失效就要由t 州的定位功 能来确定其位置。故障定位一般要结合多个网元n e 的告警报告信息来确 定。此处需要一定的智能。 ( 3 ) 测试功能：测试是日常维护、故障定位和哉障恢复常用的手段。 通常有两种类型的测试。种是由指定的网元n e 直接对测试结果进行比 较分析另一种则是由t m n 收集各个网元n e 的测试数据进行比较分析。 7 第一章 电信管理网t m n 练述 l _ 4 3 配置管理 配置管理是网管系统根据需要对网络中的网元进行控制、识别并从 网元收集数据和给网元提供数据。 ( 1 ) 安装功能：1 支持电信两中设备的安装，包括系统白勺设备增设 和删撒。一些网元在物理安装完毕后需要由外部提高数据，例如工作程序 和工作参数这些功能都由t m n 提供，安装完毕后一般要有验收测试过程。 ( 2 ) 保障功能：保障功能是在安装结束以后的某个时候，为侵设备 投入运行而需要的支持功能。例如，控制设备开放业务、停开业务、转入 备用、恢复和选择参数等功能。对不同的网络设备，这些功能的差别很大 有的偶尔一用，而有的设备则需要经常使用此功能。 ( 3 ) 状态控制功能：在自动化管理的电信网中，网络设备的运行状 态控制一般也是由t m n 提供的状态控制功能来实现的。 1 4 4 计帐管理 t m n 的计帐管理功能提供对电信网中各种工作过程、资源使用情况的 记录、分析和输出能力。其中很重要的条是计费功能，完成记录用户对 资源的使用、核算费用、通知交费等。 l _ 4 5 安全管理 安全管理负责对网络的使用进行审查，避免无权用户对网络资源的使 用，保护用户信息在网络上传输的安全等。 15i t u - tt m n 建议的标准化 t m n 的的最主要标准之一是i t u tm 3 0 1 0 ，它是关于t m n 的总体要求， 设计总体原则、体系结构、逻辑分层结构及基本功能要求。m 3 4 0 0 是t m n 的管理功能的标准。m ，3 2 0 0 系列是关于t 州的管理业务及各种电信网上的 管理业务标准( m 3 2 0 0 、m 3 2 0 1 、m 3 2 0 2 、m 3 2 0 3 ) 。m 3 0 2 0 是t 抓的接 口规范定义方法。m 6 0 2 是t 的基本术语定义。m 3 1 0 0 是t m n 的通用 管理信息模型，有m ，3 i 0 0 、m 3 1 0 l 、m 3 1 1 0 、m 3 1 8 0 。在x 接口方面有 m x a r c h 、m x i n f o 、m x f u n c 、m x c a p 。 t m n 最初是由i t u - t ( 前c c i t t ) 于1 9 8 8 年定义的建议为m 3 0 。1 9 8 9 年至1 9 9 2 年研究期问又完成了一组实施的接口标准。同时欧洲标准 第一章 电信管理网t m n 综进 化组织e t s 也认识到了t m n 的重要性，各种国际区域的标准化组织如 网络管理论坛n m f 、b e l l c o r e 等，也在进行研究，最终t m s 在世界范倒内 被认定是管理当今和未来电信网的基础。 组标题建议系列 第4 组网络维护 m 第7 组数据网开放系统通信x 第】1 组交换与信令q 第1 5 组传输系统与设备g 表i - i 与t 相关的研究组 表卜i 所表示的是i t u t 中研究t m n 的相关研究组。每个研究组都可 能提出与t m n 相关的建议，第4 组负责t m n 的总体体系结构及方法学、管 理业务需求、网络资源、通用信息模型以及0 、x 、f 的接口功能，也与处 理n - i s d n b i s d n 及s s 7 信令系统维护方面有关的管理体系结构、功能要 求、配置管理、性能管理及维护的支持对象和消息。第7 组t i n 与o s i 系 统管理标准的协调工作，包括通信协议、消息、支持对象、系统管理功能 结构、信息建模方法、用户接入网与公众数据网的接口。第1 1 组侧重t 州 的通用与特定两方面的综合问题。在通用管理方面提出了7 层管理协议及 管理消息和支持对象，负责关于交换网资源信息模型、消息及支持对象的 标准研究，产生s s 7 信令网的t m n 接口标准，并与第1 5 组共同负责t m n 的信息模型，在智能网管理方面与第4 组联合研究如何保证t 蜊的应用效 率，从而支持i n 中快速刨建业务的能力。 最初的t m n 应用是对s d h 的管理，这是第1 5 组的任务。目前第1 5 组负责所有与传输设备有关的t m n 接口问题，其中包括s d h 、p d b 以及与a t m 相关的部分。还有其他一些研究组也负担着t 删方面的重要的角色。 t 删提出了电信网管理系统的统一标准，这对网管系统开发商、电信设 备制造商以及电信运营企业都有长远的好处。使用t m n 的实现方法便可 以用互操作接口的概念，用统一的通信协议、统一的消息种类和格式来实 现各种网管系统的互连互通，而不必关心每个网管系统的实现细节。 t m n 建议的标准化主要是接口的标准化包括通信协议的标准化和信 息模型的标准化。t m n 的标准接口使n e 、0 a 、o s 、帅和w s 得以d c n 互连 互通标准化的可互操作的接口对于现在多厂商的环境是十分重要的 也是必须的。按照t m n 物理体系结构，t m n 的接口包括q 3 、弧、x 和f 接 第一蕈 电信管理网t m n 综述 口。t m n 的各个接口的协议栈的具体实现可以根据实际需要在标准协议族 的基础上进行取舍。实现不同管理系统互通的关键是通信消息的标准化， 它包括信息表示形式的标准化和信息内容的标准化。信息的表示形式即 抽象语法。t m n 规定管理信息的表示采用a s n 1 和g d m o 模板。信息内容的 标准化就是信息模型的统一，这是实现t m n 的关键所在。只有建立了较完 善统一的信息模型才能真正实现不同管理系统之间的互通，t 删的各项 功能。可以说，要t 付诸实施，信息模型在其中起了相当关键的作用。 本质上说，t m n 是一个大型的分布式的信息处理系统，其所处理的信 息僦是各种网管信息。因此，实现t m n 所需的技术很大一部分是实现大型 分布式信息处理系统所需的技术，包括软件工程技术、面向对象技术和分 布式计算技术等。另外，还需要其他一些技术，如人工智能技术、计算机 硬件技术和操作系统技术以及图形用户界面技术等。t 删标准的核，心是在 t m n 实体之间的接口上所进行的信息通信，目前已制定出相当数量的标准， 用来对交换、信令、i s d n 、s d h 、a t m b 一1 s d n 和g s m 进行管理。未来t m n 标准规范的发展将取决于i t u _ t 与其他论坛和国际组织( 如网管论坛、a t m 论坛和对象管理组织等) 的伙伴关系，以及分布式处理概念和计算机技术。 1 6 电信管理网t m n 的发展趋势 t m n 有技术上先进、强调公认的标准和接口等优点，但同时带来了目 标太大太远、抽象化要求太高、m i b 的标准化进程太缓慢、o s i 堆栈协议 的效率不高等问题。尽管t m n 的体系结构为我们去实施一个实际的管理应 用系统提供了相当的灵活性，但t m n 本身也有个需要发展的问题。到目 前为止，t m n 的建议并未涉及各种功能块( o s f 、m f 、o a f ) 的内部是如何 实现的，尤其是对于o s f 如何在物理上配置缺少指导原则。此外，虽然t 州 从自然的管理活动方面考虑确认分布式处理的方式，但是涉及到分布式 处理的一些关键问题，比如怎样解决在t m n 体系结构下各o s f 之间的通信 问题，仍然悬而宋决。 近几年，网络管理技术是一个十分热门的技术领域，许多标准机构、 学术或论坛组织都在积极参与这方面的研究，提出了各种可能的管理体系 结构和规范，如i t u - t 的t m n 、o d p 、o s f 的d c e d m e 、n m f 的o m n ip o i n t 、 o m g 的c o r b a 、t i n a c 的t i n a 等。有些内容也许代表了t m n 未来的发展方 向。如图5 和图6 所示，管理接口协议和管理技术随着时间是不断地发展 的因此t m n 的发展和演进也不会是孤立的一定是在不断吸取众多其他 技术之长的基础上，不断完善、不断发展。i t u tt m n 的下一个研究期要 着手解决t m n 的不足之处t t 卜t 第4 研究组在考虑对m 3 0 1 0 的修订对 第一章电信管理网t m n 综述 t m n 的相关定义进一步完善，新的建议将会更多地考虑分布式处理方面的 原则。为了提高t m n 的性能，需要适当的分布式体系结构来支持，虽然目 前存在多种支持分布式处理和管理的体系结构，但最有可能被t m n 采用的 则为o d p r m ( x 9 0 13 ) 和o d p , t a ( o p e n d i s t r i b u t e d m a n a g e m e n t a r c h l t e e t u r e ，x 7 0 3 ) 。按照m 3 0 2 0 的方法及m 3 2 0 0 的管理业务定义模 板，还有一系列的建议将要开发。总之，技术的发展不会停止，也许会出 现类似t i n a 的体系结构，将t m n 的技术包容进去并有所创新。 图5管理协议的演变 第一毒 电信管理网1 w 烈综述 p e r f o r m a n c e t h n t o o t k i t s c i p t o o l l 4 t s x o m m p s n 蚺p 堤d 8 c m l p o d 8 c c m p r d b c + h c x 0 麒m p c 洲p r d b 了l ，再 d b = 二= = = 二= = = = j _ l j 、_ j j j _ 一一 1 9 8 51 9 9 11 9 9 21 9 9 31 9 9 4，9 9 51 9 9 6 1 7 结语 图6管理技术的演变 现代先进的网管系统是一个庞大而复杂的信息系统，包括采集、处理 和控制。t m n 是在信息社会对信息交换和传输的要求越来越高，网络规模 越来越大，通信业务种类越来越多的情况下，为了是全网的维护监控和管 理更加经济有效，而提出的综合管理网。t 州的基本原则是开放管理、互 操作接口、面向对象信息模型的概念，它是我们建设实际的电信网管理系 统的指南。t 蝌标准已是被全球普遍接受韵电信管理框架。同时t 涨也是 一个不断发展完善的过程。我们应深入了解、跟踪t 标准，掌握计算机 产业的发展方向和技术，熟知网络的业务过程，并努力发展我国自己的t m n 国标。 综现我国电信闲和电信管理技术的发展水平，在高起点上开发国产的 网络管理系统，不但是可行的葡且是必要的。因为我们自己最清楚自己的 管理需求是什么，在自行开发某些特殊管理应用时，可以在现有的标准软 件平台上，选择部分合适的通用管理应用中间件作为构件采用系统集成 的方法在通用的平台上构造各种不同的网络管理应用系统。这是一种快 速、经济、适用的途径，它充分继承了前人的成果，具有质量高、标准化、 可伸缩和互操作性好的优点。目前正在开发和已经投入使用的网管系统也 正体现了上述观点实践证明这条路子是可行的。 12 攀攀 b 第一囊 电信管理网t m n 综述 对于电信网络管理系统而言，体系结构是形式，管理应用软件是内容。 采用什么形式的体系结构是实现的手段而不是目的。每一种需要被管理的 网络都有它特殊的要求，因此不可能存在种通用的解决方案而使所有的 问题得到解决。网络管理者应当非常明确，解决一个特别的管理问题应当 选用哪些标准组合，利用什么样的工具。很明显我们仍面临挑战我们期 待有更好的网络互连策略、网络管理框架和网络管理功能并使它们不断走 向实用化。 第二章 s d h 传输网控术 第二章s d h 传输网技术 2 1 s d h 传输网技术概要 2 1 1 发展背景 本章简要地介绍光同步数字传输网( s d f u s o n e t ) ，这是数字传输网的 种全新的技术体制，是通信网发展的大趋势。 同步数字系列( s dh i s y n c h r o n o u $ d i g i t a lh i e r a r c h y ) 的高速数字光纤通 信和微波通信技术是当今世界通信领域在传输技术方面的一个重要突破。 s d h 概念的核心是从统一的国家电信网及国际互通的高度来组建数字通信 网的。s d h 组建的网是一个高度统一的标准化智能网和具有极高可靠性的 自愈网。 光纤通信网是通信网的主干和支柱。然而目前的光纤通信系统是准同 步( p d h ) 系统，全网没有统一的时钟，使网络设计和运行管理有许多不便 之处，甚至于有难以克服酌缺点。这些都给给管理带来了困难，并使得网 络的经济性、灵活性以及可靠性得不到进一步的提高和改善。其不足之处 可以概括为以下几点： ( 1 ) 现行的北美、欧洲和日本数字系列不能兼容，造成国际互通困难。 ( 2 ) 没有世界性标准的光接口规范，各厂家生产的设备无法互通和难 以调配电路，灵活性差，运营成本高。 ( 3 ) 通信线路中途上下话路困难。 ( 4 ) 现行准同步复用结构缺乏灵活性，接数字通信设备的利用率低。 ( 5 ) 维护管理信息量少，使维护和管理能力得不到提高，从而使光线 路系统的可靠性也不能得到进一步的改善。 以上可以说是准同步系统的固有缺点，为克服这些缺点，并满足人们 对通信日益增长的各种要求，经国标上多次协商最后被c c i t t 正式接受 并命名为同步数字系列( s d h ) ，从而正式产生了国际新的标准。它明确规 定了信息结构等级、帧结构、光接口标准、设备功能、传输网结构等重要 内容。它不仅适合于光纤通信也适于微波通信和卫星传输技术。因而这个 国际标准为开发光纤传输网的经济效益、管理性能以及提高网络的可靠性 和灵活性等方面开辟了新途径。 c c i t t 于1 9 8 8 年正式通过了有关s d h 网络节点接口( n n i ) 的建议 g7 0 7 、g 7 0 8 和g 7 0 9 。其中规定了同步系统( 数字信号的等级) 的速率及 复接结构、光接口要求、设备的构成与类型、同步网的同步概念与方式、 第二章 s d h 传输网技术 s d h 与p d h 关系、s d h 主要技术关键，微波在s d h 网中的作用以及 网络管理等有关建议。虽然许多方面正在研究之中，不久就会形成完整的 国际标准。 新标准同步数字系列有以下主要特点： ( 1 ) s d h 朗容纳三大准同步数字系列为国际间的互通提供了方便。 g9 5 5 和g 9 5 6 建议提供了光纤线路纵向兼容性即同一条光纤线路可以 安装不同厂家生产的系统。s d h 统一了帧结构、光接口标准和网络管理功 能等，提供了光纤线路的横向兼容性，即同一条光纤线路可以安装不同厂 家生产的设备。 ( 2 ) s d h 以1 5 5 m b s 为基本模块采用指针调整新技术和同步复接 方式，简化了数字复接分接过程，避免了准同步系列复用、解复用过程中 固有的分插过程。 ( 3 ) s d h 统一了光接口标准，减少和简化了接口种类。 ( 4 ) s d h 采用指针调整技术，有效地避免了采用同步传按时因网络节 点之间时针差异所产生的“没码”现象，避免了因帧调整过程所产生的信 号时延。 ( 5 ) s t m l 采用字节复用，适合于数字交换要求。在某些特殊的应 用中，一个字节即为一个话路。 ( 6 ) s d h 采用模块化结构，与交叉连接设备和上下电路设备相配台， 具有灵活有效的网络组建功能，便于网络的调度。用s d h 设备组成的网 络消除了传统通信网中所采取的大量的接口转换过程帮背靠背连接方式。 因而，s d h 通信网较传统的网络更经济更可靠。 ( 7 ) s d h 具有很强的网络管理功能。它能提供足够的开销，明确的层 次，以满足网络管理网智能化管理的发展。 ( 8 ) s d h 的信息“容器”可以灵活的组合，例如可将几个容器合并成 一个容器来使用。这对于接纳新的电信业务就很方便。 ( 9 ) s d h 能支持异步转移模式( a t m ) 、窄带的和宽带的综合业务数字 网。 以上是同步光网络( s o n e t ) 的优点，而这些优点是具有极大的吸引力 的。然而它也有不足之处，例如频带的利用率不如p d h 系统，由于采用 指针调整和大量使用软件使设备变得复杂等。不过这些缺点正在克服或已 经克服。就总的来讲，s d h 比p d h 还是要优越得多。 2 1 2 光同步网的含意 所谓光同步数字传输网是由些s d h 网络单元( n e ) 组成的，在光纤 上进行同步信息传输复用和交叉连接的网络。它有全世界统一的网络节点 接口，从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过 程；它有一套标准化的信息结构等级，称之为同步传送模块s t m 1 、s t m 4 和s t m - 1 6 并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网 第二章 s d h 传输网授术 络的远行维护和管理：它的基本网络单元有同步光缆线路系统、同步复用 器( s m ) 、分插复用器( a d m ) 和同步数字交叉连接设备( s d x c ) 等，其功能各 异但都有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容性，即 允许不同厂家设备在光路上互通；它有一套特殊的复用结构、允许现有准 同步数字体系、同步数字体系和b i s d n 信号都能进入其帧结构因而 具有广泛的适应性：它大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和 新特性的增加比较方便，适于将来不断发展。 光同步数字传输网早期的两个重要网络单元是终端夏用器和分插复用 器。以s t m 一1 等级为例，终端夏用器的主要任务是将低速支路电信号和 1 5 5 m b s 电信号纳入s t m 1 帧结构，并经电光转换为s t m ，1 光线路信 号其逆过程正好相反( 见图3 1 ) 。而分插复用器是将同步复用和数字交 叉连接功能综合于一体具有灵活地分插任意支路信号的能力。从外表上 看，似乎象一个具有较强上下话路的中继嚣。这种功能的网络单元使得网 络设计有很大的灵活性。 电源公务告警t m n g 口 1 、5263 44 51 4 01 5 5 m b l s 2 1 3 网络节点接口 图3 - 1s t m 1 终端复用器 从基本原理上看，一个庞大的传输网是由两种基本设备构成，郎传输 设备和网络节点。传愉设备可以是光缆线路系统，也可以是微波接力系统。 网络节点则有多种，例如6 4 k b s 电路节点、宽带节点等。简单节点只有 复用功能，复杂节点则包含网络节点的全部功能，即终结、交叉连接、复 用和交换功能。网络节点接口从概念上是网络节点之间的接口从具体实 现上看就是传输设备和网络节点之间的接口。如果能规范出这样的个标 准网络节点接口，它不受传输媒质，也不局限于特定的网络节点而能结 合所有上述这些不同的传输设备和网络节点。构成一个统一的传输、复用、 交叉连接和交换接口则这个网络节点接口对将来的网络演变和发展将具 1 6 。， 一 一 一 = 一 t r t r 第二章s d h 传输网接术 有很强的适应性和灵活性，并可能最终构成一个统一的电信网络基础设 施，这是人们追求的目标。当然要想规范一个统一的网络节点接口也并非 容易，需要作大量的工作，其中首要的是统一接口速率等级和帧结构及其 安排。图3 2 是网络节点接口的可能位置。 n n ln n i ： 一型 一 图3 - 2n n i 在网络中的位置 2 1 4 同步数字体系的速率 ；一s m - - - - - - - 一 i ，- - - - 一 同步数字体系信号最基本的也是最重要的模块信号是s 喇一1 ，其速 率为1 5 55 2 0 m b s ，相应的光接口线路信号只是s t m l 信号经扰码后的 电光转换结果，因而速率不变。更高等级的s 1 m - n 信号速率是s t m 1 s d hs o n e t 等级速率( m b s )等级速率( m b s ) s t s 15 1 8 4 0 s t m 一】1